JPS63305581A - Oscillation wavelength variable type semiconductor laser device - Google Patents

Oscillation wavelength variable type semiconductor laser device

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JPS63305581A
JPS63305581A JP14088387A JP14088387A JPS63305581A JP S63305581 A JPS63305581 A JP S63305581A JP 14088387 A JP14088387 A JP 14088387A JP 14088387 A JP14088387 A JP 14088387A JP S63305581 A JPS63305581 A JP S63305581A
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JP
Japan
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laser
effective refractive
wavelength selection
wavelength
section
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Pending
Application number
JP14088387A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Wada
浩 和田
Hiroshi Ogawa
洋 小川
Hideaki Horikawa
英明 堀川
Saeko Oshiba
小枝子 大柴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enlarge a variable range of oscillation wavelengths, by using a beam deflection part to make beams in a laser element part become incident on an arbitrary position in a wavelength selection part, where e diffraction grating is located as a distribution reflector, so that its effective refractive indexes are serially changed perpendicularly to the incident direction of laser beams. CONSTITUTION:A wavelength selection part 71, where a diffraction grating is located, is disposed in advance so that its effective refractive indexes are serially varied perpendicularly to the incident direction of laser beams. A serial range of the effective refractive indexes is set to include a desired value of the range and to be larger than that of the refractive index obtained from a plasma effect. A beam deflection part 61 is used to make beams in a laser element part 51 become incident to a region of the wavelength selection part 71 where an arbitrary effective refractive index is indicated. Beams made incident to a certain part of the wavelength selection part 71 are oscillated at only a Bragg wavelength according to the effective refractive index on the part. Hence the wavelengths can be made variable within a range in degree of at least a gain spectral width of the laser, in accordance with the effective refractive indexes within a serial range of those indexes in the wavelength selection part 71.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、コヒーレント光通信や波長多重光通信の光
源に用いて好適な半導体レーザ装置に関するもので、特
に単一波長で発振しかつその発振波長を変化させること
が可能な半導体レーザ装置に間するものである。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a semiconductor laser device suitable for use as a light source in coherent optical communication or wavelength multiplexed optical communication, and particularly relates to a semiconductor laser device that oscillates at a single wavelength and that oscillates at a single wavelength. It is used in a semiconductor laser device that can change the wavelength.

(従来の技術) 情報伝達の有力な手段として、光通信に対する期待は非
常に大きい。そして、このような光通信の寅用化を図る
ためには好適な光源が必要であり、半導体レーザはこの
光源に非常に適している。
(Prior Art) There are great expectations for optical communication as a powerful means of information transmission. In order to make such optical communications popular, a suitable light source is required, and a semiconductor laser is very suitable for this light source.

ところで、光通信の方式には種々のものがあり、この中
の例えばコヒーレント光通信においではある特定の波長
で発振する半導体レーザが必要になる。又、多重光通信
においでは互いにわずかずつ発振波長が異なる複数の半
導体レーザが必要になる。このような各半導体レーザは
、それぞれの発振波長毎に個別に製造し得ることも可能
であるが、目的とする波長で発振する半導体レーザのみ
を歩留り良く得ることは非常に難しく、製造終了後の半
導体レーザの発振波長はどうしでも多少のバラツキを示
す、従って、目的の発振波長を有する半導体レーザがど
れだけ得られるかということは、この製造歩留りによる
ところが非常に大きい。
Incidentally, there are various optical communication systems, and among these, for example, coherent optical communication requires a semiconductor laser that oscillates at a specific wavelength. Furthermore, multiplex optical communication requires a plurality of semiconductor lasers whose oscillation wavelengths are slightly different from each other. Although it is possible to manufacture each of these semiconductor lasers individually for each oscillation wavelength, it is extremely difficult to obtain only semiconductor lasers that oscillate at the desired wavelength with a high yield, and The oscillation wavelength of semiconductor lasers exhibits some variation; therefore, the production yield greatly determines how many semiconductor lasers having a desired oscillation wavelength can be obtained.

上述のような場合においで、半導体レーザ自体が、製造
後においてもその発振波長が可変なものであれば、製造
のし易さ等を含め、種々の意味で好都合と云える。従っ
て、発振波長可変な半導体レーザについでの研究か従来
からなされていた。
In the above-mentioned case, if the semiconductor laser itself has a variable oscillation wavelength even after manufacturing, it would be advantageous in various ways, including ease of manufacturing. Therefore, research into semiconductor lasers with tunable oscillation wavelengths has been conducted for some time.

この種の従来の半導体レーザとしては、例えば文献(オ
ーエフシー/アイオーオーシー(OFC/l00C) 
 −87Technical Diqest(1987
) WC3)に開示されでいる波長可変D B R(D
istributed BraqqBeflector
 )レーザがある。
As a conventional semiconductor laser of this type, for example, the literature (OFC/IOC (OFC/100C))
-87 Technical Diquest (1987
) The wavelength tunable DBR (D
istributed BraqqBeflector
) There is a laser.

第3図(A)及び(B)は、この文献に開示されている
半導体レーザの概略構成を模式的に示した平面図及び側
面図である。これら図、%9照しで、従来の半導体レー
ザにつき簡単に説明する。
FIGS. 3(A) and 3(B) are a plan view and a side view schematically showing the schematic structure of the semiconductor laser disclosed in this document. A conventional semiconductor laser will be briefly explained with reference to these figures.

この半導体レーザは、同一基板11上に、発光に供する
レーザ素子部21と、位相制御部31と、凹凸が連続す
る回折格子を有する088部41とが設けられでいる。
This semiconductor laser includes, on the same substrate 11, a laser element section 21 for emitting light, a phase control section 31, and an 088 section 41 having a diffraction grating with continuous irregularities.

レーザ素子部21は、基板11上にこの基板側から先導
波層(InGaAsP層)23、バッファ層(InP層
)25及び活牲層(InGaAs層)27を具えている
The laser element section 21 includes a waveguide layer (InGaAsP layer) 23, a buffer layer (InP layer) 25, and an active layer (InGaAs layer) 27 on the substrate 11 from the substrate side.

又、この光導波層23及びバッファ層25は、位相制御
部31ヲ経て08日部41まて延在している。088部
41の先導波層部分と基板11との界面に凹凸の繰り返
しの回折格子(波形)43か形成されでいる。又、バッ
ファ層25のレーザ素子部21に対応する領域上にはI
nP層29aが、バッファ層25の位相制御部31に対
応する領域上にはInP層29bが、バッファ層25の
088部41に対応する領域上にはInP層29cがそ
れぞれ設けられている。
Further, the optical waveguide layer 23 and the buffer layer 25 extend through the phase control section 31 to the 08 day section 41. A diffraction grating (waveform) 43 having repeated depressions and depressions is formed at the interface between the leading wave layer portion of the 088 portion 41 and the substrate 11 . Further, on the region of the buffer layer 25 corresponding to the laser element section 21, an I
An InP layer 29b is provided on a region of the nP layer 29a corresponding to the phase control section 31 of the buffer layer 25, and an InP layer 29c is provided on a region corresponding to the 088 section 41 of the buffer layer 25.

このような構造の半導体レーザにあいでは、レーザ素子
部21で発生した光は光導波層23に導波されて088
部41に到達し、回折格子43によって反射を受ける。
In a semiconductor laser having such a structure, light generated in the laser element section 21 is guided by the optical waveguide layer 23 and
41 and is reflected by the diffraction grating 43.

このとき、回折格子43の凹凸の周期を△とし、光導波
層23の088部41に所属する部分の実効屈折率をn
5ffとすると、λ8=2・n off  ・△て決定
されるブラッグ波長入、の光のみ反射率が大きくなり、
このため、この半導体レーザはλ8の波長でのみ発振す
るようになる(分布反射型レーザ)。ここで、088部
41のInP層29cと基板11との間に電流を流すと
、プラズマ効果によってこの部分の結晶の屈折率が変化
しその結果この部分の実効屈折率n offが変化する
。n、ffが変化するとλeが変化することになるから
、この結果、波長可変型の半導体レーザが実現される。
At this time, the period of the unevenness of the diffraction grating 43 is set to Δ, and the effective refractive index of the portion belonging to the 088 section 41 of the optical waveguide layer 23 is n.
5ff, the reflectance becomes large only for the light at the Bragg wavelength determined by λ8=2・n off ・△,
Therefore, this semiconductor laser oscillates only at a wavelength of λ8 (distributed reflection laser). Here, when a current is passed between the InP layer 29c of the 088 portion 41 and the substrate 11, the refractive index of the crystal in this portion changes due to the plasma effect, and as a result, the effective refractive index n off of this portion changes. When n and ff change, λe changes, and as a result, a wavelength tunable semiconductor laser is realized.

但し、単に08日部41に流す電流を変化させるだけで
は波長の変化は不連続なものになるため、レーザ素子部
21と、08日部41との間に設けである位相制御部3
1のInP層29b及び基板11間に電流を流してレー
ザ素子部21の光とDLR部41の光との位相を一敗さ
せるようにし、発振波長を連続的に変えることか出来る
ようにしている。
However, simply changing the current flowing through the 8th part 41 will result in a discontinuous change in wavelength, so the phase control part 3 provided between the laser element part 21 and the 08th part 41
A current is passed between the InP layer 29b of No. 1 and the substrate 11 to completely change the phase of the light from the laser element section 21 and the light from the DLR section 41, thereby making it possible to continuously change the oscillation wavelength. .

この従来の発振波長可変型の半導体レーザによれば、5
.8nmの波長幅に亘っで発振波長を連続的に変えるこ
とが出来た。
According to this conventional oscillation wavelength tunable semiconductor laser, 5
.. The oscillation wavelength could be changed continuously over a wavelength width of 8 nm.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、第3図を用いで説明したような従来の半
導体レーザでは、088部41の実効屈折率をプラズマ
効果を利用しで変化させでいるため、波長可変幅をある
幅より大きくすることが出来ないという問題点かあった
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional semiconductor laser as explained using FIG. There was a problem that the width could not be made larger than a certain width.

つまり、088部41に電流を流すと、先導波層23と
しているInGaAs1層23のバンドキャップよりも
InP層のバンドギャップのほうが大きいので、注入さ
れたキャリアはInGaAsP光導波層23に閉じ込め
られ、よって、キャリアが増えてプラズマ効果が起こる
。しかし、このキャリア密度がある一定値以上に上ると
、キャリアは光導波層23から流れ出してゆくようにな
り、注入電流をそれ以上増やしたとしてもキャリア密度
は上らなくなる。
In other words, when a current is passed through the 088 portion 41, the injected carriers are confined in the InGaAsP optical waveguide layer 23 because the bandgap of the InP layer is larger than the bandgap of the InGaAs1 layer 23 serving as the leading wave layer 23. , carriers increase and a plasma effect occurs. However, when the carrier density exceeds a certain value, carriers begin to flow out of the optical waveguide layer 23, and even if the injection current is increased further, the carrier density will not increase.

キャリア密度が飽和することは屈折率変化も飽和するこ
とを意味するから、従って、プラズマ効果を用いた場合
の波長可変幅には限界が生しる。
Since carrier density saturation means that refractive index change also saturates, there is a limit to the wavelength tuning range when using the plasma effect.

この発明は、上述した点に鑑みなされたものであり、従
って、この発明の目的は、プラズマ効果を利用して発振
波長を変えでいた従来の半導体レーザよりも発振波長の
可変幅を大きくすることが出来る発振波長可変型半導体
レーザ装at提供することにある。
This invention has been made in view of the above-mentioned points, and therefore, an object of the invention is to increase the variable width of the oscillation wavelength compared to conventional semiconductor lasers that change the oscillation wavelength by utilizing plasma effects. An object of the present invention is to provide a tunable oscillation wavelength semiconductor laser device at which can perform the following steps.

(問題点を解決するための手段) この目的の達成を図るため、この発明の発振波長可変型
半導体レーザ装置によれば、 レーザ素子部と、 分布反射器(DBR)としての回折格子を有すると共に
レーザ光の入射方向と直交する方向に実効屈折率が連続
的に変化している波長選択部と、前述のレーザ素子部か
ら放射される光を前述の波長選択部に対し任意の位置に
入射させる光偏向部とを具えたことを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve this object, the oscillation wavelength tunable semiconductor laser device of the present invention includes a laser element portion, a diffraction grating as a distributed reflector (DBR), and has the following features: A wavelength selection section whose effective refractive index changes continuously in a direction perpendicular to the direction of incidence of the laser beam, and the light emitted from the laser element section described above is made incident on an arbitrary position with respect to the wavelength selection section described above. It is characterized by comprising a light deflection section.

(作用) この発明の発振波長可変型半導体レーザ装置によれば、
回折格子を有すると共(こレーザ光の入射方向と直交す
る方向に実効屈折率が連続的に変化している波長選択部
を予め設けである。ざらに、この波長選択部の実効屈折
率の連続範囲は所望とする実効屈折率値を含むように、
然も、プラズマ効果によって得られる屈折率節回よりも
広い範囲になるように容易に設定しでおくことが出来る
(Function) According to the tunable oscillation wavelength semiconductor laser device of the present invention,
In addition to having a diffraction grating, a wavelength selection section whose effective refractive index changes continuously in a direction perpendicular to the incident direction of the laser beam is provided in advance. The continuous range includes the desired effective refractive index value.
However, the refractive index adjustment can be easily set to a wider range than the refractive index adjustment obtained by the plasma effect.

又、このように設けられた波長選択部に対して、光偏向
部はレーザ素子部の光をこの波長選択部の任意の実効屈
折率を示す領域に入射させる。波長選択部のある部分に
入射された光はその部分の実効屈折率に応じたブラッグ
波長のみで発振するようになる。従って、波長選択部の
実効屈折率の連続範囲を広い範囲にしでおくことによっ
て、この紀囲内の実効屈折率に応じで少なくともレーザ
の利得スペクトル幅程度の範囲内での波長可変が可能に
なる。
Further, with respect to the wavelength selection section provided in this manner, the optical deflection section causes the light from the laser element section to enter a region of the wavelength selection section exhibiting an arbitrary effective refractive index. Light incident on a certain portion of the wavelength selection section oscillates only at a Bragg wavelength corresponding to the effective refractive index of that portion. Therefore, by keeping the continuous range of the effective refractive index of the wavelength selection section wide, it becomes possible to tune the wavelength within a range at least as large as the gain spectrum width of the laser, depending on the effective refractive index within this range.

(実施例) 以下、図面を参照してこの発明の発振波長可変型半導体
レーザ装N(以下半導体レーザ製画と称することもある
。)の一実施例につき説明する。
(Embodiment) Hereinafter, an embodiment of the oscillation wavelength tunable semiconductor laser device N (hereinafter also referred to as semiconductor laser device) of the present invention will be described with reference to the drawings.

尚、以下の説明に用いる各図は、この発明が理解出来る
程度に概略的に示しであるにすぎず、従って、各構成成
分の寸法、形状、及び配置関係は図示例のみに限定され
るものでないことは理解されたい、又、説明に用いる各
図においで同様な構成成分についでは同一の符号を付し
で示しである。
Note that the figures used in the following explanation are only schematic illustrations to the extent that this invention can be understood, and therefore, the dimensions, shapes, and arrangement relationships of each component are limited to the illustrated examples only. It should be understood that similar components are designated by the same reference numerals in the drawings used for explanation.

レー゛4゛1 先ず、図面を参照しで、この発明の半導体レーザ装置の
構造につき説明する。第1図(A)〜(D)はこの半導
体レーザ製雪の構造を説明するための図であり、第1図
(A)はその平面図、第1図(B)は第1図中Pで示す
方向から見で示す側面図、第1図(C)は第1図中Qで
示す方向から見て示す側面図、第1図(D)は第1図中
日で示す方向から見で示す側面図である。
Laser 4-1 First, the structure of the semiconductor laser device of the present invention will be explained with reference to the drawings. 1(A) to 1(D) are diagrams for explaining the structure of this semiconductor laser snow making device, FIG. 1(A) is a plan view thereof, and FIG. 1(B) is a P in FIG. 1(C) is a side view as seen from the direction indicated by Q in FIG. 1, and FIG. 1(D) is a side view as seen from the direction indicated by Q in FIG. FIG.

第1図(A)及び(B)において、51はレーザ素子部
を、61は光偏向部を、71は波長選択部をそれぞれ示
す。これらの配置関係は、レーザ素子部51及び波長選
択部71間に光偏向部61を設けた構成としであり、ざ
らに、この実施例の場合これらを共通の下地50上に造
り込んだ構成としである。
In FIGS. 1A and 1B, 51 indicates a laser element section, 61 indicates a light deflection section, and 71 indicates a wavelength selection section. The arrangement of these is such that the optical deflection section 61 is provided between the laser element section 51 and the wavelength selection section 71, and roughly speaking, in this embodiment, these are built on a common base 50. It is.

尚、この実施例の下地7tInP基板としである。In this example, the base 7tInP substrate is used.

先ず、この実施例のレーザ素子部51につき説明する。First, the laser element section 51 of this embodiment will be explained.

レーザ素子部51は、InP基板50上に基板50側か
ら光導波層としてのInGaAsP層52、バッファ層
としてのInP層53、活性層としてのInGaAsP
層54及び上側クラッド層としてのInP層55を順次
に積層したものとしである。又、図示せずもInP基板
50裏面及びInP層55表面には対応する電極がそれ
ぞれ設けである。尚、第1図(A)及び(B)中、56
で示すものは、InP層55表面からInPバッファ層
表面に至るように形成した溝であって、この溝56の側
面がレーザ共振器の一方の端面を構成する。
The laser element section 51 includes an InGaAsP layer 52 as an optical waveguide layer, an InP layer 53 as a buffer layer, and an InGaAsP layer as an active layer on an InP substrate 50 from the substrate 50 side.
A layer 54 and an InP layer 55 as an upper cladding layer are sequentially laminated. Although not shown, corresponding electrodes are provided on the back surface of the InP substrate 50 and the surface of the InP layer 55, respectively. In addition, in Fig. 1 (A) and (B), 56
The groove shown by is a groove formed from the surface of the InP layer 55 to the surface of the InP buffer layer, and the side surface of this groove 56 constitutes one end surface of the laser resonator.

又、この実施例の場合、InGaAsP光導波層52を
InP基板50の光偏向部61及び波長選択部71に対
応する領域まで延在するように設けてあり、又、InP
nツバァ層53をInP基板50の光偏向部61に対応
する領域まで延在するように設けである。そして、光偏
向部61のInPバッファ層上及び波長選択部7IのI
nGaAsP光ガイド層上にはInP層55が設けであ
る。
Further, in the case of this embodiment, the InGaAsP optical waveguide layer 52 is provided so as to extend to the region corresponding to the optical deflection section 61 and the wavelength selection section 71 of the InP substrate 50, and
The n-tuber layer 53 is provided so as to extend to a region of the InP substrate 50 corresponding to the optical deflection section 61. Then, on the InP buffer layer of the optical deflection section 61 and the I of the wavelength selection section 7I.
An InP layer 55 is provided on the nGaAsP light guide layer.

次に、この実施例の場合の光偏向部61につき説明する
。この光偏向部61は、これのInP層5層上5上導波
路レンズ62と、第一表面弾性波トランスデユーサ63
と、第二表面弾性波トランスデューサ64とを具えでい
る。詳細は後述するが、レーザ素子部51から放射され
たレーザ光は、これら第−及び第二表面弾性波トランス
デユーサ63.64 %用いた音響フラッグ回折によっ
て偏向される。そして、両トランスデユーサ63゜64
の駆動条件を変えることによっでレーザ光を任意に偏向
させることか出来る。
Next, the light deflection section 61 in this embodiment will be explained. This optical deflection unit 61 includes a waveguide lens 62 on the top five InP layers and a first surface acoustic wave transducer 63.
and a second surface acoustic wave transducer 64. Although details will be described later, the laser light emitted from the laser element section 51 is deflected by acoustic flag diffraction using 63.64% of these first and second surface acoustic wave transducers. And both transducers 63°64
By changing the driving conditions, the laser beam can be deflected arbitrarily.

第2図を参照しで、光導波路レンズ等の配置関係につき
説明する。尚、第2図は、光導波路レンズ62、第−表
面弾性波トランスデューサ63及び第二表面弾性波トラ
ンスデユーサ64の位置関係と、この光偏向部の作用と
を示す図であり、光偏向部61をInP層55の上部か
ら見で示す平面図である。
With reference to FIG. 2, the arrangement of the optical waveguide lenses and the like will be explained. Incidentally, FIG. 2 is a diagram showing the positional relationship of the optical waveguide lens 62, the first surface acoustic wave transducer 63, and the second surface acoustic wave transducer 64, and the action of this optical deflection section. 61 is a plan view showing the InP layer 55 from above.

光導波路レンズ62はレーザ素子部51から放射された
光を平行光に変換するために設けであり、例えばInP
等の好適な媒質で構成することが出来る。光導波路レン
ズを設ける位置及びこのレンズの大きさは、レーザ素子
部51のレーザストライプ(第1図(A)中破線で示し
かつ番号57ヲ付しで示す部分)の光軸上の位置であっ
て、レーザストライブ幅よりは大きいものとするのが好
適である。
The optical waveguide lens 62 is provided to convert the light emitted from the laser element section 51 into parallel light, and is made of, for example, InP.
It can be constructed from a suitable medium such as. The position where the optical waveguide lens is provided and the size of this lens are the position on the optical axis of the laser stripe of the laser element section 51 (the part shown by the broken line in FIG. 1(A) and numbered 57). Therefore, it is preferable that the width of the laser stripe be larger than the width of the laser stripe.

又、第−及び第二表面弾性波トランスデユーサ62.6
3は、先導波路レンズ62を通過しできた光の光軸の両
側にそれぞれが位置するように、然も、両トランスデユ
ーサから出力される表面弾性波同士が平行になるような
位置に設けである。
Also, the first and second surface acoustic wave transducers 62.6
3 are provided at positions such that they are located on both sides of the optical axis of the light that has passed through the leading waveguide lens 62, and in such a way that the surface acoustic waves output from both transducers are parallel to each other. It is.

次に、この実施例の波長選択部71につき説明する。Next, the wavelength selection section 71 of this embodiment will be explained.

この実施例の場合の波長選択部71においては、レーザ
素子1151から延在してきているInGaAsP光導
波層52の波長選択部71に対応する部分表面が、レー
ザ光の入射方向に凹凸が周期的に繰り返すような波形に
加工されでいて分布反射器(DBR(Qistribu
tedβraqq Reflector ) )として
の回折格子72ヲ構成している。ざらに、レーザ光の入
射方向と直交する方向においで実効屈折率が連続的に変
化するようにするため、InGaAsP光導波層52の
波長選択部に対応する部分の厚みを第1図(D)に示す
ようにレーザ光の入射方向と直交する方向(以下、X方
向と称することもある。)に;8って一方に行くに従い
薄くなるように連続的に変化させである。
In the wavelength selection section 71 in this embodiment, the partial surface of the InGaAsP optical waveguide layer 52 extending from the laser element 1151 corresponding to the wavelength selection section 71 has irregularities periodically in the direction of incidence of the laser beam. A distributed reflector (DBR) is processed into a repeating waveform.
A diffraction grating 72 is configured as a tedβraqq Reflector). Roughly speaking, in order to make the effective refractive index change continuously in the direction perpendicular to the direction of incidence of the laser beam, the thickness of the portion of the InGaAsP optical waveguide layer 52 corresponding to the wavelength selection section is set as shown in FIG. 1(D). As shown in FIG. 8, in the direction perpendicular to the direction of incidence of the laser beam (hereinafter sometimes referred to as the X direction);

゛  レー 壮 次に、この発明の発振波長可変型半導体レーザ装置の理
解を深めるため、第1図(B)及び第2図を主に参照し
てこの製画の動作につき説明する。
Next, in order to deepen the understanding of the wavelength-tunable semiconductor laser device of the present invention, the operation of this drawing will be explained with reference mainly to FIGS. 1(B) and 2.

第−及び第二表面弾性波トランスデユーサ63.64に
所定の高周波電圧を予めそれぞれ印加しで、第2図中に
63a及び64b を付して模式的に示すように二つの
表面弾性波を形成しでおく。
By applying predetermined high-frequency voltages to the first and second surface acoustic wave transducers 63 and 64, two surface acoustic waves are generated as schematically shown with 63a and 64b in FIG. Form and set aside.

レーザ素子部51で発光した光はInGaAsP光導波
層52に導波され光偏向部61に入る。このとき、光の
ビームは横方向に発散するが光偏向部61の光導波路レ
ンズ62によってレーザ光は平行光に変換される。
The light emitted by the laser element section 51 is guided by the InGaAsP optical waveguide layer 52 and enters the optical deflection section 61 . At this time, the light beam diverges in the horizontal direction, but the laser light is converted into parallel light by the optical waveguide lens 62 of the light deflection section 61.

平行光になったレーザ光は第一表面弾性波トランスデユ
ーサ63によって形成されている第一の表面弾性波63
aによって、θ=sin −’ (λ/2W)で与えら
れる角度eの方向に回折される。(但し、λはレーザ光
の波長を示し、Wは表面弾性波63aの間隔を示す。)
ここで、第二表面弾性波トランスデユーサ64で形成さ
れている第二の表面弾性波64aの間隔が第一の表面弾
性波63aの間隔に等しいならば、第一の表面弾性波6
3aによって回折されたレーザ光は、第二の表面弾性波
64aによって同し角度だけ再び回折され、結局、ちと
のレーザ光と平行であって、第2図中のXで示す方向に
ある距離シフトされたレーザ光になる。ざらに、このよ
うな場合、第−及び第二表面弾性波トランスデユーサ6
3.64に印加する高周波電圧の周波数を変化させるこ
とによって、表面弾性波の間隔Wが変ることになるので
、上述のθも変り、よって、X方向の変位量を所望の量
にすることが出来るようになる。
The laser beam that has become a parallel beam is a first surface acoustic wave 63 formed by a first surface acoustic wave transducer 63.
a, it is diffracted in the direction of an angle e given by θ=sin −′ (λ/2W). (However, λ indicates the wavelength of the laser beam, and W indicates the interval between the surface acoustic waves 63a.)
Here, if the interval between the second surface acoustic waves 64a formed by the second surface acoustic wave transducer 64 is equal to the interval between the first surface acoustic waves 63a, then
The laser beam diffracted by 3a is diffracted again by the same angle by the second surface acoustic wave 64a, and is eventually parallel to the previous laser beam and undergoes a distance shift in the direction indicated by X in FIG. becomes a laser beam. Generally speaking, in such a case, the first and second surface acoustic wave transducers 6
By changing the frequency of the high-frequency voltage applied to 3.64, the interval W of the surface acoustic waves changes, so the above-mentioned θ also changes, and therefore, the amount of displacement in the X direction can be set to the desired amount. become able to do.

レーザ素子部51から放射されたレーザ光を上述の如く
偏向することによって、このレーザ光を波長選択部71
の任意の位置に入射させることが出来るようになる。又
、第1図CD)%用いて既に説明したように、この波長
選択部71の先導波層部分の厚みはX方向(レーザ光の
入射方向と直交する方向)において連続的に変化させで
ある。光が先導波層内を伝搬する時の実効屈折率n o
ffは導波層の厚みか変ると、下記(1)式に従い変化
する。
By deflecting the laser light emitted from the laser element section 51 as described above, this laser light is transferred to the wavelength selection section 71.
It becomes possible to make the light incident on any arbitrary position. Furthermore, as already explained using FIG. . Effective refractive index no when light propagates in the leading wave layer
When the thickness of the waveguide layer changes, ff changes according to the following equation (1).

note =  n2’+22d2(n+2−n22)
/(1+2262)=(1)但し、n2はInPのバル
クの屈折率を示し、n、は1nGaAsP光導波層52
のバルクの屈折率を示す。
note = n2'+22d2 (n+2-n22)
/(1+2262)=(1) However, n2 indicates the refractive index of the bulk of InP, and n is the 1nGaAsP optical waveguide layer 52.
indicates the bulk refractive index of

ざらに、n、ffが変化すれば、λB = 2 ” n
@ff・へで決まるブラッグ波長λ8か変化する。(但
し、入、はブラッグ波長を、△は回折格子72の凹凸の
繰り返し周期をそれぞれ示す、) 従って、この実施例の半導体し〜ザ装百は、光偏向部に
よるレーザ光の偏向具合によって、発振波長を変化させ
ることが可能になる。
Roughly speaking, if n and ff change, λB = 2 ” n
The Bragg wavelength λ8 determined by @ff· changes. (However, "in" indicates the Bragg wavelength, and "△" indicates the repetition period of the concave and convex portions of the diffraction grating 72.) Therefore, the semiconductor device of this embodiment has the following characteristics depending on the degree of deflection of the laser beam by the light deflection section: It becomes possible to change the oscillation wavelength.

尚、この発明は上述した実施例にのみ限定されるもので
はない。
Note that this invention is not limited only to the embodiments described above.

レーザ素子部51の構造は実施例のものに限定されるも
のではなく、この発明の目的の達成出来るものであれば
他の好適なものでも良い。
The structure of the laser element section 51 is not limited to that of the embodiment, but may be any other suitable structure as long as the object of the invention can be achieved.

又、実施例にあいではInP系の材料を用いてこの発明
の半導体レーザ装置を構成しているか、例えばGaAs
系の材料用いた場合であっても実施例と同様な効果を得
ることが出来る。
In addition, in the embodiments, the semiconductor laser device of the present invention is constructed using an InP-based material, for example, GaAs.
Even when using similar materials, the same effects as in the embodiment can be obtained.

又、レーザ素子部の光を偏向する手段とじて表面弾性波
トランスデユーサを用いた例で説明しているが、この偏
向手段をこの発明の目的の範囲内の他の好適な手段で構
成することも出来る。
Further, although an example in which a surface acoustic wave transducer is used as the means for deflecting the light of the laser element section is explained, this deflection means may be constituted by other suitable means within the scope of the object of the present invention. You can also do that.

(発明の効果) 上述した説明からも明らかなように、この発明の半導体
レーザ装置によれば、光偏向部によってレーザ素子部の
光を、分布反射器(DLR)とじでの回折格子を有する
と共にレーザ光の入射方向と直交する方向に実効屈折率
が連続的に変化している波長選択部の任意の位置に、入
射させることか出来る。従って、この装ゴはその位置の
実効屈折率に応したブラッグ波長で発振するようになつ
、ざらに、この位雪ヲ変えることによって発振波長を連
続的に変化ざぜることか出来る。ざらに、この波長選択
部の実効屈折率の範囲は設計に応し適正な値に変えるこ
とが出来る。
(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the semiconductor laser device of the present invention, the light from the laser element portion is deflected by the optical deflection portion, as well as having a diffraction grating at the end of the distributed reflector (DLR). The laser beam can be made to enter any position of the wavelength selection section where the effective refractive index changes continuously in the direction perpendicular to the direction of incidence of the laser beam. Therefore, this device oscillates at a Bragg wavelength that corresponds to the effective refractive index at that location, and by changing the wavelength to this extent, the oscillation wavelength can be continuously varied. Roughly speaking, the effective refractive index range of this wavelength selection section can be changed to an appropriate value depending on the design.

これがため、プラズマ効果を利用して発振波長を変えて
いた従来の半導体レーザよつも発振波長の可変幅を大き
くすることか出来、例えばレーザの利得スペクトル幅(
10〜30nm)程度の範囲で発振波長を変えることが
出来る。
This makes it possible to increase the variable width of the oscillation wavelength compared to conventional semiconductor lasers, which change the oscillation wavelength using plasma effects. For example, the gain spectrum width of the laser (
The oscillation wavelength can be changed within a range of about 10 to 30 nm).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(A)〜(D)は、この発明の実施例の発振波長
可変型半導体レーザの説明に供する図、第2図は、第1
図に示したこの発明の発振波長可変型半導体レーザ装百
に備わる光偏向部の説明に供する図、 第3図(A)及び(B)は、従来の発振波長可変型半導
体レーザを示す図である。 50・・・下地(InP基板)、51・・・レーザ素子
部52 ・・・光導波層(InGaAsP層)53・・
・バッファ層(InP層) 54 ・・・活性層(InGaAsP層)55・・・上
側クラッド層(InPl)56・・・溝、      
  57・・・レーザストライプ6)・・・光偏向部、
    62・・・光導波路レンズ63・・・第−表面
弾性波トランスデューサ63a・・・第一の表面弾性波 64・・・第二表面弾性波トランスデユーサ64a・・
・第二の表面弾′i波 7)・・・波長選択部、  72・・・回折格子。 特許出願人    沖電気工業株式会社〆\     
                         
                ど)く      
             =H回 −〜                 区LOト  
               圓藻 ハハ
1A to 1D are diagrams for explaining the oscillation wavelength tunable semiconductor laser according to the embodiment of the present invention, and FIG.
FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating a conventional oscillation wavelength tunable semiconductor laser. be. 50... Base (InP substrate), 51... Laser element section 52... Optical waveguide layer (InGaAsP layer) 53...
- Buffer layer (InP layer) 54... Active layer (InGaAsP layer) 55... Upper cladding layer (InPl) 56... Groove,
57... Laser stripe 6)... Light deflection section,
62... Optical waveguide lens 63... First surface acoustic wave transducer 63a... First surface acoustic wave 64... Second surface acoustic wave transducer 64a...
・Second surface acoustic wave i-wave 7)...Wavelength selection section, 72...Diffraction grating. Patent applicant: Oki Electric Industry Co., Ltd.

Do)ku
=H times-~ Ward LO
Enmo haha

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)レーザ素子部と、 分布反射器(DBR)としての回折格子を有すると共に
レーザ光の入射方向と直交する方向に実効屈折率が連続
的に変化している波長選択部と、前記レーザ素子部から
放射される光を前記波長選択部に対し任意の位置に入射
させる光偏向部とを具えたことを特徴とする発振波長可
変型半導体レーザ装置。
(1) a laser element section; a wavelength selection section having a diffraction grating as a distributed reflector (DBR) and whose effective refractive index changes continuously in a direction perpendicular to the incident direction of the laser beam; and the laser element section; 1. An oscillation wavelength tunable semiconductor laser device, comprising: an optical deflection section that causes light emitted from the wavelength selection section to enter an arbitrary position with respect to the wavelength selection section.
JP14088387A 1987-06-05 1987-06-05 Oscillation wavelength variable type semiconductor laser device Pending JPS63305581A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04146681A (en) * 1990-10-08 1992-05-20 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor laser device
US5517339A (en) * 1994-06-17 1996-05-14 Northeast Photosciences Method of manufacturing high efficiency, broad bandwidth, volume holographic elements and solar concentrators for use therewith
JPH0992933A (en) * 1995-09-21 1997-04-04 Nec Corp Wavelength changeable semiconductor laser

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